Устройство магнитной записи аналоговых сигналов

(51) 5 С 11 В 5/О ф фГ 1 1 фч ф/ яц 19 уре ма ой для трации трокардиограмвремени. Целние качестванелинейных и связи атора подмагничива кажении, а ттов и массы5 прямоуголь и усилителя записи стить конструкцию шить его габариты позволяет упротройства, уменьмассу. 2 ил. импульсы, и Е + ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ Гкнт СССР(54) УСТРОЙСТВО МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ(57) Изобретение относится к приборостроению, а именно к технике магнитной записи, и может быть использовано в портативной аппарат гнитной записи, предназначенндлительной непрерывной регисаналоговых сигналов (например, элек) в реальном масштабеизобретения - повышеаписи путем снккения интермодуляционных искже уменьшение габаристройства. Генератор ых импульсов ФормируетФ которых блок. 6 управления формирует сигналы для управления аналоговым мультиплексором 2,который поочередно подключает к магнитной .записывающей головке 3 аналоговый сигнал с выхода усилителя 1записи и питающие напряжения +Е и-Е с шин 8 и 9. За счет интегрирующего действия индуктивности магнитной головки и при симметричности напряжений +Е и -Е формируетсяток высокочастотного подмагничивания(1 ), имеющий симметричную треугольную Форйу, и этот ток суммируетсяв магнитной головке с выборками сигнала записи (1), Формируемыми в промежутках между разнополярными импульсами +Е и -Е, т.е. раздельно во времени относительно записываемого игнала, что позволяет снизить неинейные и интермодуляционные искаения, а также модуляционный шум.тсутствие отдельного генератора выокочастотного подмагничивания и поосовых Фильтров (для исключения взИзобретение относится к приборостроению, а именно к технике магнитной записи, и может быть использовано в портативной аппаратуре магнит"5ной записи, предназначенной для длительной непрерывной регистрации аналоговых сигналов (например, электро"кардиосигналов) в реальном масштабевремени, 1011 ель изобретения - повышение качества записи путем снижения нелинейных и интермодуляционных искажений а также уменьшение габаритови массы устройства. 15На фиг 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства;на фиг,2 -эпюры сигналов, поясняющие работуустройства,Устройство (фиг.1) содержит усиля-. 2 ртель 1 записи, аналоговый мультиплексор 2, записывающую магнитнуюголовку 3, сопряженную с носителемч магнитной записи, генератор 5 прямоугольных импульсов, блок 6 управленин, конденсатор 7, шщну 8 питающего напряжения одной (например, положительной) полярности +Е, шину 9питающего напряжения другой (отрицательной) полярности -Е общую ши Ону 10 и измерительный резистор 11.Выход усилителя 1 записи подключен к второму и четвертому информационным входам аналогового мультиплексора 2, а также к конденсатору7, другим выводом соединенному с общей шиной 10, Первый и третий информационный входы аналогового мультиплексора 5 соединены соответственно с шиной +Е 8 и шиной -Е 9 питающих напряжений, а входы управления - с выхоцами блока 6 управления,входом связанного с выходом генератора 5 прямоугольных импульсов.Выход аналогового мультиплексора2 подключен к записывающей магнитной головке 3, другой вывод которойчерез измерительный резистор 11 соединен с общей шиной 10,Устройство работает следующим образом.Генератор 5 прямоугольных импульсов формирует импульсы (фиг,2 а) до"статочно высокой частоты Г. (порядка нескольких десятков кГц), которые поступают на вход блока 6 управления, выполненного, например, в виде двухраэрядного счетчика. В зависимости от значений двухраэрядногосЕмг Е - 1 мг Вж ЧмгЬЕ 2: (1) где, - ток в магнитной головке;Ч, - напряжение на магнитнойголовке;Е - напряжение источника питания,Значение тока 1 м определяет величину тока подмагничивания 1 д, Который обычно не превьппает 1 мА, Амплитуда тока х в два раза вьппе действующего значения тока, так как 1ток х нарастает и спадает линеймгно.Так как величина напряжения Е источника питания составляет несколько вольт, в выражении (1) можно пренебречь членом (1,Е), составляющим доли вольта, Тогда ЧЙмг Е(2)1. МгЗа интервал времени с =ток, протекающий через записывающую магнитную головку, достигает уровня Е л в ,Мг Емг(3) Когда на управляющие входы мультиплексора 2 поступает код 10 (А = 1, двоичного кода, поступающего на управляющие входы А и В аналоговогомультиплексора 2, последний подключает один из четырех информационныхвходов ПО - ПЗ к своему выходу, погруженному на записывающую магнитнуюголовку 3,Когда на управляющие входы аналогового мультиплексооа поступает двухразрядный код "00" (А = О, В = 0) свыходом соединяется первый вход (ПО)мультиплексора и шина 8 питающего напряжения положительной полярности:гЕ подключается к записывающей магнитной головке 3, в которой за счет индуктивности происходит нарастаниетока. с постоянной времени, определяемой этой индуктивностью 1. , сопротивлением открытого канала мультиплексора Е, которое обычно не превьппает 100 Ом, и сопротивлением измерительного резистора 11 (величинакоторого обычно составляет не более10 Ом и практически не оказываетвлияние на работу устройства),Ток в магнитной головке нарастает со скоростью(4) В устройстве о - длительностьвремени дискретизации равна однойчетверти периода сигнала записи ЯИ ),5 15В = О), первый вход мультиплексораотключается от его выхода и с последним соединяется второй вход мультиплексора 3, связанный с выходомусилителя 1 записи и с конденсатором 7. Ток ). в магнитной головке3 начинает линейно уменьшаться и благодаря наличию конденсатора 7,обе.спечивающего цепь протекания следующего тока, скорость уменьшенияне оказывает влияние на большое выходное сопротивление усилителя 1 записи .и эта скорость спада тока может быть установлена равной скорости нарастания тока,-,В записывающек магнитной головке3, кроме спадающего тока , такжепротекает низкочастотный ток записы -ваемого сигнала 1 , формируемый усилителем 1 записи,При этом ток двыполняет функции тока подмагничивания, а низкочастотный ток сигнала записи (фиг.2 г)создает остаточную намагниченностьна носителе 4 магнитной записи.Аналогичные процессы, рассмотренные в первой половине периода Форми. руемого сигнала записи Я.) происходят и,во второй половине этого периода (Фиг,3), при кодах управляющегосигнала "01" (А = О, В = 1) и "11"(А = 1; В = 1), при этом записывающая магнитная головка 3 подключаетсяаналоговым мультиплексором 2 к шине9 питающего напряжения отрицательной полярности -Е и ток 1нарастает и спадает теперь с противоположной,по отношению к первой половинепериода, полярностью.Таким образом, из прямоугольныхимпульсов напряжения на входе аналогового мультиплексора 2 за счетинтегрирующего действия записывающей магнитной головки 3 происходитформирование тока высокочастотногоподмагничивания треугольной формы,Суммирование токов записи и подмагничивания происходит в магнитнойголовке в моменты подключения к нейвыхода усилителя 1 записи.Величина тока подмагничиванияпри его треугольной форме698766и одному периоду следования импульсов, вырабатываемых генератором 5 прямоугольных импульсов (фиг.2 а), 5Тогда Формула (4) примет вид Е1,)21 г или10 Е 1 = --- ) л 2 Мг КГ(6) Частота дискретизации Г в соответствии с теоремой Котельйикова-Шеннона должно быть не менее чем в два раза, больше высшей (Е ) частоты входного записываемого сигнала Ч(1), для упрощения процесса воспрогде Т и Е - соответственно периг Г15 од и частота генератора прямоугольныхимпульсов,Из выражения (6) видно, что токвысокочастотного подмагничивания20 прн заданной величине индуктивностизаписывающей магнитной головки 3 можно регулировать изменением амплитудыпрямоугольных импульсов формируемогосигнала записи Я(с), причем необходи 25 мо синхронно изменять амплитудуимпульсов обеих полярностей, иначевозрастает уровень нелинейных иска,жений записываемого сигнала иэ-заасимметрии тока подмагничивания.30 Практически регулирс)вать ток подмагничивания в данном устройстве выгоднее всего изменением частоты Гггенератора 5 прямоугольных импульсов,так как согласно (6) величина этого тока обратно пропорциональна частоте Г,Таким образом, в предложенном устройстве (фиг,2 г) выходной записыва,емый сигнал Ч( ) подвергается дискретно-аналоговому преобразованию,а именно процессу периодической выборки Фрагментов этого сигнала счастотой ЕГ, причем время выборкикаждого фрагмента Ч(С ) равно времени паузы (точке ) между соседнимифрагментами, Во время паузы формируются прямоугольные импульсы положительной или отрицательной полярности (на фиг,2 изображены пункти 50 ром) с помощью управляющих сигналов(7) 5 Формула иэ обре тения У ъ (510) Рь,(8) иэве 5 ения ее целесообразнее выбратьв (5-10) раз Р. В устройстве Учитывая выражения (6)-(8), по заданному значению можно определить такие параметры устройства, как наибольшую частоту Рзаписываемого сигнала 7(с), частоту Г генератора прямоугольных импульсов, амплитуду Е прямоугольных импульсов (т,е. получение ФЕ и -Е) источников чтения, действующих в паузах между фрагментами дискретизированного входного сигнала ЧИ)Гак как ток высокочастотного под магничивания имеет симметричную треугольную форму (что легко выполнимо при симметричности питающих напряжений .,+Е и -Е) и формируется эа счет интегрйрующего действия индуктивности записывающей магнитной головки причем это формирование происходит из разнополярных импульсов напряжения, действующих в промежутках межпу выборками сигнала записи (т.е; раздельнои поочередно во времени относительно записываемого сигнала), снижаются нелинейные искажения, модуляционный шум и интермодуляционные искажения аОтсутствие отдельного генератора высокочастотного подмагничивания и полосовых фильтров (для исключения взаимосвязи генератора подмагничивания и усилителя записи)позволяет упростить конструкцию устройства иуменьшить его габариты и массу,Устройство магнитной записи аналоговых сигналов, содержащее усилитель записи, записывающую магнитнуюголовку, сопряженную с носителеммагнитной записи, и генератор высокочастотного подмагничивания, о т -л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества записи путемснижения нелинейных и интермодуляци-:онных искажений, а также уменьшениягабаритов и массы устройства, в него введены аналоговый мультиплексор,блок управления и конденсатор, а генератор высокочастотного подмагничивания выполнен в виде генераторапрямоугольных импульсов, при этомпервый информационный вход аналогового мультиплексора соединен с ши 25 ной питающего напряжения одной полярности, второй и четвертый информационные входы - с выходом усилителя записи, и с конденсатором, дру"гим выводом связанным с общей шиной,Зо третий информационный вход - с шиной питающего напряжения другой полярности, входы управления - с выходами блока управления, вход которого подключен к выходу генератора прямоугольных импульсов, а выход аналогового мультиплексора соединен с одним иэ входов записывающей магнитной головки, другой вход которойсоединен с общей шиной через измерительный резистор,роизводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 Заказ 1452Тираж 494ВНИИПИ Государственного комитета по изоб113035, Москва, Ж, Ра Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССРская наб., д. 4/5